《系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)分析》ppt課件(文件)
【正文】 對(duì)于實(shí)際的系統(tǒng)來說，輸出量常常不能絕對(duì)精確地達(dá)到所期望的數(shù)值，期望的數(shù)值與實(shí)際輸出的差就是所謂的 誤差 。 221)( ttxi ?TssG1)( ?1)(11)(???? TsTssGsG ?011l i m)(l i m 00 ?????? ?? sTs TssssE ssss?TsTs TssssE ssss ?????? ?? 200 11l i m)(l i m???????? ?? 300 11l i m)(l i m sTs TssssE ssss?例 1： 設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： ( T0) 解： 偏差傳遞函數(shù)為： 閉環(huán)系統(tǒng)是 穩(wěn)定的 ssXttx ii1)()(1)( ??（ 1） 21)()(ssXttx ii ??（ 2） 32 1)(21)(ssXttx ii ??（ 3） 系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算 (準(zhǔn)確性 ) 68 系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算（ 與輸入有關(guān)的穩(wěn)態(tài)偏差 ） ???????????njjmiisTssKsHsG11)1()1()()(設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 其中： K稱為系統(tǒng)的 開環(huán)增益 ， υ為系統(tǒng)串聯(lián)積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù) 。 令 系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算（ 與輸入有關(guān)的穩(wěn)態(tài)偏差 ） ???????? ???njjmiisTssKsHsG11)1()1()()(72 系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算（ 與輸入有關(guān)的穩(wěn)態(tài)偏差 ） ： 0型系統(tǒng) 對(duì)于單位階躍輸入是有差系統(tǒng) , 并且無法跟蹤斜坡信號(hào)、加速度信號(hào)； ，穩(wěn)態(tài)偏差越?。婚_環(huán)增益越大，穩(wěn)態(tài)偏差越小。 ))(1()2)(1(5)(?????? sssssssG得開環(huán)放大倍數(shù) K=，由于此系統(tǒng)為 Ⅰ 型系統(tǒng) 。 ))(1(K / 5)5)(1()( ?????? ssssssKsG得開環(huán)放大倍數(shù)為： K/5，由于此系統(tǒng)為 Ⅰ 型系統(tǒng) 。 系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算 解 :要計(jì)算系統(tǒng)在輸入 下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，可分別計(jì)算系統(tǒng)在輸入 r1(t)=輸入 r2(t)=6t、 輸入r3(t)= 下的穩(wěn)態(tài)誤差 ess ess ess然后讓其相加。對(duì)于圖示系統(tǒng)， 若擾動(dòng)為單位階躍函數(shù)時(shí) ,試求該擾動(dòng) N(s)對(duì)系統(tǒng)輸出和穩(wěn)態(tài)誤差的影響。 解： 系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 在 r(t)=t， 穩(wěn)態(tài)偏差 在 擾動(dòng)信號(hào) 作用下的誤差表達(dá)式為： 系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算 系統(tǒng)為 1型二階系統(tǒng)，是 穩(wěn)定 的。 88 clear all num=[7 7]。 [y,t,x]=step(gg)。 1 其次對(duì)于任意輸入，例如在正弦輸入作用下，應(yīng)用 lsim函數(shù)可求得 ＝ 。 tao=0。dG=[ 1+50*tao 50]。G3=tf(nG,dG) %系統(tǒng)脈沖，階躍時(shí)間響應(yīng) [y1,T]=impulse(G1,t)。 [y3,T]=impulse(G3,t)。,T,y2,39。) legend(39。,39。),ylabel(39。 %標(biāo)簽，并增加網(wǎng)格 subplot(122),plot(T,y1a,39。,T,y3a,39。,39。) grid on。x(t)39。 t=[0::1]。dG=[ 1+50*tao 50]。 plot(t,u,39。,t,u39。,1) legend(39。,39。t(sec)39。 利用 MATLAB分析時(shí)間響應(yīng) 2 求正弦函數(shù)的輸入響應(yīng)。 %設(shè)置仿真時(shí)間區(qū)段和誤差限 yss=1。 dG=[ 1+50*tao 50]。G2=tf(nG,dG)。 y1=step(G1,t)。 while y1(r)yss。 tp1=(tp1)*。 y1(s)1+dta。while y2(r)yss。 tp2=(tp1)*。y3(s)1+dta。while y3(r)yss。 tp3=(tp1)*。 y3(s)1+dta。tr3 tp3 mp3 ts3] %顯示 98 ans = 利用 MATLAB分析時(shí)間響應(yīng) 運(yùn)行的結(jié)果： 99 謝 謝 ！ 。end ts3=(s1)* [tr1 tp1 mp1 ts1。 s=1001。 end%tao＝ tr3=(r1)*。end ts2=(s1)*。 s=1001。end %tao＝ tr2=(r1)*。end ts1=(s1)*。 %最大超調(diào)量 tao＝ 0 97 利用 MATLAB分析時(shí)間響應(yīng) %調(diào)整時(shí)間 tao＝ 0 s=1001。 end %上升時(shí)間 tao＝ 0 tr1=(r1)*。 y3=step(G3,t)。 dG=[ 1+50*tao 50]。 tao=。 %計(jì)算三種時(shí)間常數(shù)下，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) nG=[50]。 ＝ 0， ＝ 、 ＝ ， 利用 MATLAB分析時(shí)間響應(yīng) 96 利用 MATLAB分析時(shí)間響應(yīng) MATLAB程序如下： close all。x(t)39。) grid。,39。,39。,t,y,39。 %求系統(tǒng)響應(yīng) y=lsim(G,u,t)。 %求系統(tǒng)模型 tao=。 利用 MATLAB分析時(shí)間響應(yīng) 92 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 050510152025t ( s e c )x(t)t a o = 0t a o = 0 . 0 1 2 5t a o = 0 . 0 2 50 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 800 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4t ( s e c )x(t)t a o = 0t a o = 0 . 0 1 2 5t a o = 0 . 0 2 5 利用 MATLAB分析時(shí)間響應(yīng) 93 clear all。t(sec)39。,39。) legend(39。,T,y2a,39。)。) %標(biāo)注圖例 xlabel(39。,39。,T,y3,39。 1 MATLAB程序： 利用 MATLAB分析時(shí)間響應(yīng) 91 %生成圖形 subplot(121),plot(T,y1,39。 [y2,T]=impulse(G2,t)。 tao=。G1=tf(nG,dG)。 t=[0::]。 系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線 利用 MATLAB分析時(shí)間響應(yīng) MATLAB程序： )54)(3()1(7)(2 ?????ssssssGP69 conv： 可以用來實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)式之間的乘法運(yùn)算 89 例 2 系統(tǒng)傳遞函數(shù) 求系統(tǒng)在時(shí)間常數(shù) 不同取值時(shí)的單位脈沖響應(yīng)、單位階躍響應(yīng)和任意輸入響應(yīng)。 g=tf(num,den)。 通過 MATLAB提供的函數(shù) step( )和 impulse( ), 可以方便地求出各階系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)和單位脈沖函數(shù)作用下的輸出響應(yīng) 。 系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算 ???????? ???njjmiisTssKsHsG11)1()1()()( 可見，開環(huán)傳遞函數(shù) G(0)H(0)越大，由階躍擾動(dòng)引起的穩(wěn)態(tài)誤差就越小。 系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算 79 例 5 已知單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 221112211
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